[发明专利]一种基于矢量化技术的特征值解析灵敏度计算方法

说明书

本发明公开了一种基于矢量化技术的特征值解析灵敏度计算方法。为了克服现有技术计算精度、效率不足的问题；本发明包括以下步骤：S1：采集电网实时运行数据以及各元件参数；S2：建立矢量化的稳定分析模型；S3：分别计算特征值对系统变量的导数和发电机出力对系统变量的导数，利用复合函数求导法则得到特征值对发电机出力的导数；S4：结合电力系统的实际运行规律获取特征值对发电机出力解析灵敏度；S5：建立含1‑范数目标函数的发电重新调度模型进行有效性和高效性的验证。利用复合函数求导法则和矢量化技术推导出灵敏度解析解，提高灵敏度计算精度和计算效率。

技术领域

本发明涉及一种电力系统小干扰稳定分析技术领域，尤其涉及一种基于矢 量化技术的特征值解析灵敏度计算方法。

背景技术

随着跨区域互联电网规模的不断扩大和新能源渗透率的不断提高，电力系 统出现低频振荡的事故越发频繁。为了抑制低频振荡，提高系统阻尼，目前常 采取三种措施：电网规划、加装阻尼控制器和发电重新调度技术。其中发电重 新调度技术由于周期短、成本低、可操作性强，已成为抑制低频振荡的最重要 手段。

研究发现，电力系统发生低频振荡主要跟弱阻尼振荡模式相关，如果能够 找到振荡模式阻尼对系统中发电机出力的灵敏度，即特征值对发电机出力的灵 敏度，就能够利用它进行发电重新调度，这样便能够在短时间内提高电力系统 的稳定裕度，从而达到抑制低频发生的目的。

目前求解特征值对发电机出力灵敏度的常用方法为基于摄动理论的数值微 分法，该方法物理概念清晰、实现过程简单，缺点包括计算精度、效率不足， 平衡节点灵敏度、PV节点无功灵敏度无法求取等。例如，一种在中国专利文献 上公开的“确定电力系统稳定器抑制低频振荡效果的方法及装置”，其公告号 CN105375497B，包括：在电力系统稳定器所在的发电机的功角保持恒定的情况 下，获取所述发电机的励磁参考电压至电磁转矩的频率响应特性曲线；计算不 稳定特征值关于电力系统稳定器增益的灵敏度；根据所述频率响应特性曲线或 所述灵敏度整定所述电力系统稳定器的参数；利用整定后的电力系统稳定器的 参数进行仿真，得到电力系统的闭环特征值。

随着电网规模的不断扩大，计算特征值灵敏度的计算时间大幅增加，为了 满足在线重新调度要求，必须加快特征值灵敏度的计算效率，同时在优化模型 求解过程中特征值的灵敏度精度也同样会影响到模型的收敛性。因此，开发一 种既能大幅度提高计算效率又能提高计算精度的特征值灵敏度方法具有相当大 的必要性和紧迫性。

发明内容

本发明主要解决现有技术计算精度、效率不足的问题；提供一种基于矢量 化技术的特征值解析灵敏度计算方法，利用复合函数求导法则推导出特征值对 发电机有功出力的一阶表达式；结合电力系统实际运行规律，对一阶表达式作 相应的处理，最终获得特征值对发电机出力的解析灵敏度。既能大幅度提高计 算效率又能提高计算精度。同时解决了平衡节点灵敏度、PV节点无功灵敏度无 法求取的问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明包括以下步骤：

S1：采集电网实时运行数据以及各元件参数；

S2：建立矢量化的稳定分析模型；

S3：分别计算特征值对系统变量的导数和发电机出力对系统变量的导数， 利用复合函数求导法则得到特征值对发电机出力的导数；

S4：结合电力系统的实际运行规律获取特征值对发电机出力解析灵敏度；

S5：建立含1-范数目标函数的发电重新调度模型进行有效性和高效性的验 证。